JP5900658B2 - Power transmission device for vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、駆動力源の動力を車輪に伝達する動力伝達装置に関し、特にハイブリッド車で使用される動力伝達装置に関するものである。 The present invention relates to a power transmission device that transmits power from a driving force source to wheels, and more particularly to a power transmission device used in a hybrid vehicle.
ハイブリッドタイプの駆動装置が特開2010−269718号公報に記載されている。その駆動装置は、いわゆるツーモータ式のハイブリッド駆動装置であって、エンジンと第1のモータ・ジェネレータとが、差動作用を行う動力分割機構に連結されており、その動力分割機構における出力要素からデファレンシャルギヤを介して駆動輪に動力を出力するように構成されている。また、その出力要素からデファレンシャルギヤに到る動力伝達経路に第2のモータ・ジェネレータが連結されている。この第2のモータ・ジェネレータは、第1のモータ・ジェネレータで発電した電力が供給されてモータとして動作する。すなわち、特開2010−269718号公報に記載された駆動装置は、エンジンが出力した駆動力を動力分割機構によって出力要素側と第1のモータ・ジェネレータ側とに分割し、第1のモータ・ジェネレータによって一旦電力に変換した動力を第2のモータ・ジェネレータによって機械的な動力に再変換し、その機械的な動力と前記出力要素から伝達される動力とを合成して車輪に伝達するように構成されている。さらに、特開2010−269718号公報に記載された駆動装置は、エンジンの出力軸もしくは前記動力分割機構におけるエンジンが連結された回転要素のいわゆる負方向の回転を阻止する一方向クラッチを備えている。 A hybrid type driving device is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-269718. The drive device is a so-called two-motor hybrid drive device, in which the engine and the first motor / generator are connected to a power split mechanism that performs a differential action, and a differential is output from an output element in the power split mechanism. It is comprised so that motive power may be output to a driving wheel via a gear. A second motor / generator is connected to a power transmission path from the output element to the differential gear. The second motor / generator operates as a motor by being supplied with electric power generated by the first motor / generator. That is, the driving apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-269718 divides the driving force output by the engine into the output element side and the first motor / generator side by the power split mechanism, and the first motor / generator is divided. The power once converted into electric power by the second motor / generator is converted back to mechanical power by the second motor / generator, and the mechanical power and the power transmitted from the output element are combined and transmitted to the wheel. Has been. Further, the driving device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-269718 includes a one-way clutch that prevents a so-called negative rotation of a rotating element to which an engine output shaft or the engine in the power split mechanism is coupled. .
上記の一方向クラッチは、エンジンを駆動しないで走行する際に、エンジンが連結されている上記の回転要素を反力要素として機能させるためのものであり、この種の機能を奏する係合機構を設けたハイブリッド駆動装置が特開2008−265598号公報や特開2008−265600号公報あるいは特開2005−138779号公報などに記載されている。 The one-way clutch is for causing the rotating element to which the engine is connected to function as a reaction force element when traveling without driving the engine, and an engagement mechanism that performs this type of function. The provided hybrid drive device is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-265598, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-265600, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-13879, and the like.
エンジンの出力軸(クランクシャフト)あるいはこれが連結されている回転要素の回転を止める上記の一方向クラッチや係合機構は、上記の各公報に記載されているようにエンジンに隣接して設けられている。エンジンは燃料の爆発的な燃焼によって動力を発生するからその周囲の環境は、温度が高く、また振動が発生し、さらには車外に露出しているなど、必ずしも好ましい環境とはなっていない。そのため、上記の一方向クラッチや係合機構の耐久性を向上させ、あるいは不測の損傷などを回避もしくは抑制する新たな技術を開発する余地があった。 The one-way clutch and the engaging mechanism for stopping the rotation of the engine output shaft (crankshaft) or the rotating element to which the engine is connected are provided adjacent to the engine as described in the above publications. Yes. Since the engine generates power by explosive combustion of fuel, the surrounding environment is not necessarily a preferable environment, such as high temperature, vibration, and exposure to the outside of the vehicle. For this reason, there is room for developing a new technique for improving the durability of the one-way clutch and the engagement mechanism, or for avoiding or suppressing unexpected damage.
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、エンジンとそのエンジンの出力側に配置されている電動機との間に配置されてエンジンの出力軸の回転を選択的に止める一方向クラッチなどの係合機構の耐久性を向上させることを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and is arranged between an engine and an electric motor arranged on the output side of the engine to selectively stop the rotation of the output shaft of the engine. The object is to improve the durability of an engagement mechanism such as a directional clutch.
この発明は、上記の課題を解決するために、以下に述べる特徴を備えている。すなわち、この発明は、エンジンの出力側に電動機が同一軸線上に配置され、この電動機が前記エンジンの外面に接合されるハウジングの内部に配置されるとともに、そのハウジングの内部には前記電動機の前記エンジン側の端部を前記エンジンに対して遮蔽するエンドカバーが設けられ、前記エンジンの出力軸に連結されかつ前記電動機と同一軸線上に配置された回転軸が前記エンドカバーを貫通し、その回転軸の回転を選択的に止める係合機構が前記回転軸の外周側でかつ前記電動機より前記エンジン側に設けられている車両用動力伝達装置であって、前記エンドカバーの側面に前記回転軸が貫通しているサブカバーが取り付けられてそのサブカバーと前記エンドカバーと前記回転軸とによって、前記電動機のステータの内径より小さい外径でかつ前記ハウジングの外部に対して液密状態に遮蔽された収容室が前記回転軸の外周側に形成され、その収容室に前記係合機構が収容されていることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features. That is, according to the present invention, an electric motor is arranged on the same axis line on the output side of the engine, and the electric motor is arranged inside a housing joined to the outer surface of the engine. An end cover that shields the engine-side end portion from the engine is provided, and a rotary shaft that is connected to the output shaft of the engine and disposed on the same axis as the electric motor passes through the end cover and rotates. An engagement mechanism for selectively stopping the rotation of the shaft is provided on the outer peripheral side of the rotating shaft and closer to the engine than the electric motor, wherein the rotating shaft is provided on a side surface of the end cover. A penetrating sub-cover is attached and is smaller than the inner diameter of the stator of the motor by the sub-cover, the end cover and the rotating shaft. A storage chamber having a diameter and shielded in a liquid-tight state with respect to the outside of the housing is formed on an outer peripheral side of the rotating shaft, and the engagement mechanism is stored in the storage chamber. is there.
したがって、この発明によれば、エンジンの出力側に配置される係合機構は、ハウジングの外部に対して液密状態に遮蔽された収容室の内部に配置されるので、水や塵埃などの異物が係合機構に向けて侵入することが抑制される。その結果、係合機構の動作不良や損傷あるいは耐久性の低下を防止もしくは抑制することができる。 Therefore, according to the present invention, since the engagement mechanism disposed on the output side of the engine is disposed inside the storage chamber that is shielded in a liquid-tight state with respect to the outside of the housing, foreign matters such as water and dust are present. Is prevented from entering the engagement mechanism. As a result, it is possible to prevent or suppress malfunction or damage of the engagement mechanism or deterioration of durability.
この発明における前記電動機は、前記エンジン側に突出したコイルエンドを備えており、前記収容室は、前記コイルエンドの内周側に配置されていてよい。 The electric motor according to the present invention may include a coil end projecting toward the engine side, and the storage chamber may be disposed on an inner peripheral side of the coil end.
このような構成であれば、コイルエンドの内周側のスペースを利用して収容室あるいは係合機構を配置できるので、軸線方向に並べて配置する部品の数を少なくして、装置の全体としての軸長を短縮化することができる。 With such a configuration, since the storage chamber or the engagement mechanism can be arranged using the space on the inner peripheral side of the coil end, the number of parts arranged side by side in the axial direction can be reduced, and the entire apparatus can be arranged. The shaft length can be shortened.
この発明では、前記エンドカバーは、前記コイルエンドより内周側で前記電動機側に湾曲して窪んでいてよく、その窪んだ部分の前記エンジン側の開口部を閉じた状態に前記サブカバーが配置されて前記窪んだ部分に前記収容室が形成されていてよい。 In this invention, the end cover may be curved and recessed toward the electric motor side on the inner circumferential side from the coil end, and the sub cover is disposed in a state where the opening on the engine side of the recessed portion is closed. Then, the storage chamber may be formed in the recessed portion.
このような構成であれば、エンドカバーの外面側に収容室を形成してその内部に係合機構を配置することができるので、係合機構の損傷や耐久性の低下などを抑制することができるだけでなく、装置の組立性を向上させることができる。 With such a configuration, the storage chamber can be formed on the outer surface side of the end cover and the engagement mechanism can be disposed therein, so that damage to the engagement mechanism, deterioration in durability, and the like can be suppressed. Not only can the assembly of the apparatus be improved.
一方、この発明における前記係合機構は、前記エンジンが自立回転している時の回転方向とは反対方向のトルクが前記回転軸に作用した場合に係合して前記回転軸の回転を止める一方向クラッチであってよい。 On the other hand, the engagement mechanism according to the present invention engages and stops the rotation of the rotation shaft when a torque in a direction opposite to the rotation direction when the engine is rotating independently is applied to the rotation shaft. It can be a directional clutch.
このような構成であれば、エンジンの出力軸もしくはこれに連結される回転軸のいわゆる逆回転を止める場合、特に制御を行う必要がないので、制御性が良好になり、また係合および解放のためのアクチュエータを設ける必要がないので、装置の全体としての構成を簡素化することができる。 With such a configuration, when stopping the so-called reverse rotation of the engine output shaft or the rotating shaft connected thereto, it is not necessary to perform control in particular, so that the controllability is improved and the engagement and disengagement are also improved. Therefore, it is not necessary to provide an actuator for this purpose, so that the overall configuration of the apparatus can be simplified.
その場合、前記一方向クラッチは、前記回転軸の外径より大きい内径のインナーレースとそのインナーレースに対する回転が選択的に止められるアウターレースとを有し、前記インナーレースの内周側に位置して前記インナーレースを回転可能に支持する円筒状のボス部が前記収容室内に突出した状態に前記エンドカバーに形成され、前記インナーレースが前記回転軸に一体となって回転するように連結されるとともに、前記アウターレースが前記エンドカバーもしくは前記サブカバーに一体化するように連結された構成とすることができる。 In this case, the one-way clutch has an inner race having an inner diameter larger than the outer diameter of the rotating shaft and an outer race that selectively stops rotation with respect to the inner race, and is located on the inner peripheral side of the inner race. A cylindrical boss portion that rotatably supports the inner race is formed on the end cover so as to protrude into the storage chamber, and the inner race is connected to the rotation shaft so as to rotate integrally. In addition, the outer race may be connected to the end cover or the sub cover so as to be integrated.
このような構成では、一方向クラッチを構成しているインナーレースおよびアウターレースが、共に、単一のエンドカバーによって保持されるので、回転軸がエンジンの出力軸に連結されるとしても、エンジンの振動が一方向クラッチに伝達されにくくなる。そのため、一方向クラッチの支持精度が向上し、また半径方向への振れ量も小さくなるので、一方向クラッチの耐久性を向上させることができる。 In such a configuration, since the inner race and the outer race constituting the one-way clutch are both held by a single end cover, even if the rotary shaft is connected to the engine output shaft, Vibration is less likely to be transmitted to the one-way clutch. Therefore, the support accuracy of the one-way clutch is improved, and the amount of deflection in the radial direction is reduced, so that the durability of the one-way clutch can be improved.
前記回転軸と前記一方向クラッチとはスプライン嵌合させられていてよく、そのスプライン嵌合している部分の半径方向での隙間量は、前記回転軸の半径方向での振れ量と前記インナーレースの半径方向での振れ量との合計より大きい値に設定することができる。 The rotary shaft and the one-way clutch may be spline-fitted, and the amount of clearance in the radial direction of the spline-fitted portion is determined by the amount of runout in the radial direction of the rotary shaft and the inner race. It can be set to a value larger than the sum of the shake amount in the radial direction.
あるいは前記スプライン嵌合している部分の半径方向での隙間量は、前記回転軸の半径方向での振れ量と前記インナーレースの半径方向での振れ量と前記アウターレースの半径方向での振れ量との合計より大きい値に設定することができる。 Alternatively, the amount of clearance in the radial direction of the spline-fitted portion is the amount of deflection in the radial direction of the rotating shaft, the amount of deflection in the radial direction of the inner race, and the amount of deflection in the radial direction of the outer race. Can be set to a value greater than the sum of
このような構成であれば、回転軸がエンジンの振動などによって半径方向に振れたとしても、回転軸の半径方向への振れに起因する力が一方向クラッチに作用しにくく、そのため一方向クラッチの耐久性の低下を防止もしくは抑制することができる。 With such a configuration, even if the rotating shaft swings in the radial direction due to engine vibration or the like, the force caused by the swinging of the rotating shaft in the radial direction is unlikely to act on the one-way clutch. A decrease in durability can be prevented or suppressed.
そして、この発明では、前記アウターレースは、前記エンドカバーと前記サブカバーとによって挟み付けて軸線方向への移動を規制してもよい。 In the present invention, the outer race may be sandwiched between the end cover and the sub cover to restrict movement in the axial direction.
このような構成であれば、エンドカバーおよびサブカバーがアウターレースのスラスト方向での位置決め部材を兼ねるので、部品点数を少なくすることができる。 With such a configuration, since the end cover and the sub cover also serve as positioning members in the thrust direction of the outer race, the number of parts can be reduced.
上述した構成においては、前記回転軸と前記アウターレースと前記インナーレースとは前記エンドカバーによって支持されて半径方向での位置が決められていてよい。 In the above-described configuration, the rotation shaft, the outer race, and the inner race may be supported by the end cover and positioned in the radial direction.
このような構成であれば、相互に連結されている回転軸およびアウターレースならびにインナーレースが、共に、単一のエンドカバーによって支持されているので、それらの相対的な位置のずれを抑制でき、ひいては一方向クラッチの耐久性の低下を抑制することができる。 If it is such a structure, since the mutually connected rotating shaft, outer race, and inner race are both supported by a single end cover, it is possible to suppress a relative positional shift between them. As a result, the fall of durability of a one-way clutch can be suppressed.
また一方、この発明では、前記一方向クラッチは、前記回転軸の外径より大きい内径のインナーレースとそのインナーレースに対する回転が選択的に止められるアウターレースとを有し、前記インナーレースの内周側に位置して前記インナーレースが回転不能に嵌合させられている他のボス部が前記収容室内に突出した状態に前記エンドカバーに形成され、前記アウターレースには、前記アウターレースの内周側に突き出ることにより前記インナーレースに係合し、かつ遠心力によってインナーレースの外周側に後退することによりインナーレースに対する係合が外れる係合片が保持され、前記アウターレースは前記回転軸に一体となって回転するように連結され、前記アウターレースと前記サブカバーとの間に、前記アウターレースの軸線方向の位置を決めるとともに前記アウターレースを回転自在に支持するスラスト軸受が設けられていてよい。 On the other hand, in the present invention, the one-way clutch has an inner race having an inner diameter larger than the outer diameter of the rotating shaft and an outer race that selectively stops rotation with respect to the inner race, The boss is formed on the end cover in a state in which the inner race is located on the side and the inner race is non-rotatably fitted into the housing. The outer race has an inner circumference of the outer race. An engagement piece that is engaged with the inner race by protruding to the side and disengaged from the inner race by retreating to the outer peripheral side of the inner race by centrifugal force is held, and the outer race is integrated with the rotating shaft. The outer race axis is connected between the outer race and the sub cover. Thrust bearing may be provided for rotatably supporting the outer race with positioning countercurrent.
このような構成では、エンジンがいわゆる正回転して一方向クラッチが解放している場合、アウターレースが回転軸と共に回転し、その係合片には遠心力が作用する。その結果、係合片がインナーレースの外周側に後退してインナーレースに接触しないから、異音の発生や一方向クラッチの耐久性の低下を防止もしくは抑制でき、また係合片とインナーレースとの間での引き摺り損失を低減することができる。 In such a configuration, when the engine rotates in a so-called forward direction and the one-way clutch is released, the outer race rotates together with the rotating shaft, and centrifugal force acts on the engagement piece. As a result, since the engagement piece moves back to the outer peripheral side of the inner race and does not come into contact with the inner race, it is possible to prevent or suppress the generation of abnormal noise and the deterioration of the durability of the one-way clutch. The drag loss between the two can be reduced.
上述した構成においては、前記エンドカバーを貫通して前記収容室と前記電動機が配置されている箇所とを連通する潤滑孔を備えていてよい。 In the above-described configuration, a lubrication hole may be provided that penetrates the end cover and communicates the storage chamber and the location where the electric motor is disposed.
このような構成であれば、係合機構もしくは一方向クラッチを潤滑したオイルを電動機の冷却に使用することができる。 If it is such a structure, the oil which lubricated the engagement mechanism or the one-way clutch can be used for cooling of an electric motor.
この発明は、前記エンドカバーを貫通して前記収容室と前記電動機が配置されている箇所とを連通する潤滑孔を備え、その潤滑孔の前記収容室側の開口端が、前記アウターレースの外周側に位置させられた構成とすることができる。 The present invention includes a lubrication hole that passes through the end cover and communicates the accommodation chamber and a location where the electric motor is disposed, and the opening end of the lubrication hole on the accommodation chamber side is an outer periphery of the outer race. It can be set as the structure located in the side.
このような構成であれば、一方向クラッチを潤滑したオイルが、回転軸と共に回転するアウターレースから半径方向で外側に飛散させられ、そのオイルの一部が潤滑孔から電動機に向けて供給される。そのため、電動機の冷却を促進することができる。 With such a configuration, the oil lubricated with the one-way clutch is scattered radially outward from the outer race rotating with the rotating shaft, and a part of the oil is supplied from the lubrication hole toward the electric motor. . Therefore, cooling of the electric motor can be promoted.
そして、この発明では、前記回転軸は前記エンドカバーによって支持されていてよい。 In the present invention, the rotating shaft may be supported by the end cover.
このような構成であれば、回転軸および一方向クラッチが、結局は、単一のエンドカバーによって保持されることになるので、それらの相対的な位置のずれを抑制でき、ひいては一方向クラッチの耐久性の低下を抑制することができる。 With such a configuration, the rotary shaft and the one-way clutch are eventually held by a single end cover, so that the relative displacement between them can be suppressed. A decrease in durability can be suppressed.
図1はこの発明に係る動力伝達装置を搭載することのできるハイブリッド車両を模式的に示しており、ここに示す車両はいわゆるFR(Front engine Rear drive)車両である。なお、FR以外の車両であってもよく、例えばエンジンを主に発電のために使用する航続距離拡張機能(レンジエクステンダー)を備えた電気自動車であってもよい。 FIG. 1 schematically shows a hybrid vehicle in which a power transmission device according to the present invention can be mounted. The vehicle shown here is a so-called FR (Front engine Rear drive) vehicle. It may be a vehicle other than FR, for example, an electric vehicle provided with a cruising distance extension function (range extender) that mainly uses an engine for power generation.
図1に示すハイブリッド車両は、ハイブリッドシステム100と、オートマチックトランスミッション(多段変速機)400と、プロペラシャフト402と、デファレンシャルギヤ404と、後輪406とを備えている。ハイブリッドシステム100は、エンジン200と、ダンパ202と、動力分割機構(差動装置)310と、この発明における電動機に相当する第1モータ・ジェネレータ311と、第2モータ・ジェネレータ312と、一方向クラッチ500とを備えている。
The hybrid vehicle shown in FIG. 1 includes a
これらの機器もしくは部品は、図1に示すように、車両前方から車両後方に向けて、エンジン200、ダンパ202、一方向クラッチ500、第1モータ・ジェネレータ311、動力分割機構310、第2モータ・ジェネレータ312、オートマチックトランスミッション400の順序で配置されている。ダンパ202から第2モータ・ジェネレータ312までの構成部品(具体的には、ダンパ202、一方向クラッチ500、第1モータ・ジェネレータ311、動力分割機構310、第2モータ・ジェネレータ312)は、ハウジング600の内部に収容されている。
As shown in FIG. 1, these devices or parts include an
ハウジング600の内部には、ハウジング600に固定されるカバー部材であるエンドカバー700が設けられている。ハウジング600の内部の構成については後に詳述する。
An
オートマチックトランスミッション400は、ハイブリッドシステム100の出力軸に連結されている。そして、オートマチックトランスミッション400から出力された駆動力が、プロペラシャフト402およびデファレンシャルギヤ404を介して、左右の後輪406に伝達されるように構成されている。
上記のハイブリッドシステム100の具体的な構成の一例を、図2および図3を参照して説明する。エンジン200の出力軸(クランクシャフト)201がダンパ202を介して動力分割機構310の入力軸302に連結されている。そのダンパ202は、駆動側(入力側)のプレートと従動側(出力側)のプレートとを、それらの円周方向に向けて配置したコイルバネを介して連結した周知の構成のダンパである。そのダンパ202の従動側のプレートにこの発明における回転軸に相当する入力軸302の先端部がスプライン嵌合させられている。
An example of a specific configuration of the
動力分割機構310は、エンジン200の動力を第1モータ・ジェネレータ311と出力軸304とに分割する機構であり、三要素の差動機構である遊星歯車機構によって構成され、エンジン200と同一の軸線上に配置されている。すなわち、動力分割機構310は、サンギヤ322と、そのサンギヤ322に対して同心円上に配置されたリングギヤ328と、これらサンギヤ322およびリングギヤ328に噛み合っているピニオンギヤ324を自転および公転できるように保持しているキャリヤ326とを有している。そのキャリヤ324は入力軸302を介してエンジン200に連結されていて、いわゆる入力要素となっている。また、サンギヤ322は、中空軸である回転部材(例えばサンギヤ軸)322Aを介して第1モータ・ジェネレータ311のロータ311Rに連結され、いわゆる反力要素となっている。さらに、リングギヤ328はいわゆる出力要素であって、出力軸304に連結されている。この出力軸304に第2モータ・ジェネレータ312のロータ312Rが連結されている。また、出力軸304はオートマチックトランスミッション400の入力軸(図示せず)に連結されている。なお、第1モータ・ジェネレータ311と第2モータ・ジェネレータ312とは図示しないインバータや蓄電装置を介して相互に電力を授受できるように接続されている。
The
動力分割機構310を介した動力の伝達は、以下のようにして行われる。エンジン200が出力した動力は上記のキャリヤ326に伝達される。その状態で、第1モータ・ジェネレータ311によってサンギヤ322の正回転を抑制する方向にトルクを作用させると、リングギヤ328には正回転方向のトルクが現れ、これが出力軸304に伝達される。その場合、エンジン200の出力トルクにより、第1モータ・ジェネレータ311には正回転方向のトルクが作用するので、第1モータ・ジェネレータ311は発電機として機能させられてサンギヤ322にいわゆる負回転方向のトルクを作用させる。したがって、第1モータ・ジェネレータ311にエンジン200から伝達された動力は電力に変換させられ、その電力は第2モータ・ジェネレータ312に供給され、第2モータ・ジェネレータ312がモータとして機能する。すなわち、エンジン200の動力の一部は、動力分割機構310のリングギヤ328から出力軸304に伝達され、また残余の動力は上記のようにして一旦電力に変換させられた後、第2モータ・ジェネレータ312で機械的な動力に再変換させられて出力軸304に伝達される。
Transmission of power via the
ハイブリッドシステム100を構成している上記の動力分割機構310および各モータ・ジェネレータ311,312の配列は図2に示してあるとおりであり、動力分割機構310を挟んで第1モータ・ジェネレータ311と第2モータ・ジェネレータ312とが配置され、その第1モータ・ジェネレータ311がエンジン200側に配置されている。そして、これらの動力分割機構310および各モータ・ジェネレータ311,312は、ハウジング600の内部に収容されている。一方、一方向クラッチ500は、ダンパ202(エンジン200)と第1モータ・ジェネレータ311との間に配置されている。すなわち、一方向クラッチ500は、第1モータ・ジェネレータ311よりもエンジン200に近い位置に配置されている。
The arrangement of the
ハウジング600の内部のうち、ハイブリッドシステム100が収容されている領域はオイルによる潤滑を行う領域であり、これに対してダンパ202が配置されているエンジン200側の領域は外部に開放もしくは連通されている領域であり、したがってこれらの領域を区画するために、この発明におけるエンドカバーに相当するカバー部材700が設けられている。前述したようにハイブリッドシステム100で最もエンジン200側に位置している部材は第1モータ・ジェネレータ311であるから、カバー部材700は第1モータ・ジェネレータ311の軸線方向での端面に沿うように湾曲した板状の部材であり、ボルト610によってハウジング600の内側に固定されている。前述した入力軸302はこのカバー部材700の中心部を貫通している。
Of the interior of the
カバー部材700について更に説明すると、第1モータ・ジェネレータ311におけるステータ311Sのコイルエンド311Cが軸線方向に突出しているので、カバー部材700の外周側の部分は、コイルエンド311Cの突出形状に合わせてエンジン200側(ダンパ202側)に膨らんでいる。ロータ311Rの軸長はステータ311Sと同じであってコイルエンド311Cよりも軸線方向に後退しているので、カバー部材700の半径方向での中間部分は、ロータ311R側に後退している。さらに、ロータ311Rはディスク部311Dを介して前述したサンギヤ軸322Aに一体化されており、したがってそのディスク部311Dの部分は、ロータ311Rの端面よりも更に軸線方向に後退している。したがって、カバー部材700の内周側の部分は上記のディスク部311Dに接近するように軸線方向に後退している。
The
カバー部材700は、ハウジング600の内部を仕切る隔壁としての機能に加えて支持部材としての機能も備えている。すなわち、カバー部材700の外面(エンジン200側の面)における半径方向での中間部には軸線方向に突出した第1ボス部701が一体に形成されている。また、カバー部材700の内面(第1モータ・ジェネレータ311側の面)においてロータ311Rの内周面より僅かに内周側の箇所に、ロータ311Rの内周面に沿って軸線方向に突出した第2ボス部702が一体に形成されている。さらに、カバー部材700の内周端(入力軸302を貫通させるように開口している箇所の開口端)には、軸線方向に所定の長さを有する第3ボス部703が一体に形成されている。
The
第1ボス部701の先端面(ダンパ202側の端面)にサブカバー710がボルト711によって取り付けられている。このサブカバー710と第1ボス部701の端面との間には、液密状態を保持するためのシールリング705が配置されている。このサブカバー710は、入力軸302を貫通させる貫通孔を形成した環状の部材であって、その内周端と入力軸302との間に、液密状態を保持するためのオイルシール713が嵌め込まれている。その結果、前記カバー部材700のうちその中心側の部分で前記ロータ311R側に窪んでいる部分の軸線方向での開口端が、サブカバー710によって閉じられた状態になっており、その窪んでいる部分とサブカバー710と入力軸302とによって外部に対して液密状態に遮蔽されたこの発明における収容室に相当するクラッチ室620が形成されている。なお、ハウジング600の内部のうちカバー部材700の外面側の空間がダンパ202を収容するダンパ室630となっており、またカバー部材700の内面側の空間が第1モータ・ジェネレータ311などのハイブリッドシステム100を収容しているモータ室640となっている。
A
上述した一方向クラッチ500がクラッチ室620に収容されている。この一方向クラッチ500は、入力軸302に逆回転方向(エンジン200が自立回転している際の回転方向とは反対の方向)のトルクが作用した場合に係合して入力軸302およびエンジン200の出力軸201の回転を止めるように構成され、この発明における係合機構に相当している。したがって、この発明に係る動力伝達装置では、入力軸302もしくはエンジン200の出力軸201の回転を選択的に止める係合機構が、コイルエンド311Cの内周側に生じるスペースを有効利用して配置されているから、装置の全体としての軸長を短くすることができ、またコンパクト化することができる。
The above-described one-
図に示す一方向クラッチ500はスプラグタイプのクラッチであって、アウターレース510と、インナーレース520と、これらアウターレース510の内周面とインナーレース520の外周面との間に介在させられたスプラグ530とを備えている。この一方向クラッチ500は、カバー部材700における前記第1ボス部701の内周側に配置されており、アウターレース510が第1ボス部701の内周部にスプライン部511によって回転不能に連結されている。アウターレース510のスプライン歯は、第1ボス部701のスプライン歯に噛み合うだけでなく、カバー部材700の側面に当接させられている。また、アウターレース510の一方の側面(サブカバー710側の側面)がサブカバー710の内面に接触している。すなわち、アウターレース510はカバー部材700とサブカバー710とによって挟み付けられて軸線方向に対して固定されている。このようにカバー部材700およびサブカバー710がアウターレース510の固定部材を兼ねていて、部品点数が削減されている。
A one-way clutch 500 shown in the figure is a sprag type clutch, and includes an
また、インナーレース520には、カバー部材700における第3ボス部703の外周面に半径方向で対向するように延び出た円筒部520Aが形成されており、この円筒部520Aの周面と第3ボス部703の外周面との間に軸受522が挿入されている。したがって、インナーレース520は軸受522を介してカバー部材700によって回転自在に支持されている。また、インナーレース520はスプライン部521によって入力軸302に一体となって回転するように連結されている。そのスプライン部521には、インナーレース520を挟んだ状態に一対のスナップリング523が嵌合させられており、これらのスラップリング523によってインナーレース520が軸線方向に対して固定され、かつ軸線方向での位置が決められている。このように一方向クラッチ500は入力軸302とカバー部材700とを連結するように設けられているものの、一方向クラッチ500の全体はカバー部材700によって保持されている。
Also, the
ここで、一方向クラッチ500を潤滑するための構成について説明すると、入力軸302には、前記インナーレース520の内周面に向けて開口する油孔303が入力軸302の中心部から半径方向に向けて形成されている。また、インナーレース520には、その内周面から外周面に到る油路524が半径方向に向けて形成されている。したがって、入力軸302の油孔303からオイルが遠心力によって送り出され、そのオイルがスプライン部521を潤滑する一方、インナーレース520の油路524を通ってスプラグ530に向けて供給されるように構成されている。なお、クラッチ室620の外周側の部分には、クラッチ室620とモータ室640を連通させる油孔(潤滑孔)704がカバー部材700を貫通して形成されている。したがって、クラッチ室620のオイルがこの油孔704を通って第1モータ・ジェネレータ311に供給され、そのオイルによって第1モータ・ジェネレータ311の冷却を行うようになっている。
Here, the configuration for lubricating the one-way clutch 500 will be described. The
さらに、入力軸302およびロータ311Rの軸支持構造について説明すると、前述したサンギヤ軸322Aの先端部は、カバー部材700における第2ボス部702の内周側にまで延びており、その第2ボス部702の内周面とサンギヤ軸322Aの外周面との間に軸受350が配置され、サンギヤ軸322Aはこの軸受350によって回転可能に支持されている。入力軸302にはサンギヤ軸322Aの内部を中心軸線に沿って貫通しており、その入力軸302の外周面とサンギヤ軸322Aの内周面との間に軸受340が配置され、入力軸302はその軸受340によって回転可能に支持されている。このように入力軸302は軸受340を介してサンギヤ軸322Aによって支持され、そのサンギヤ軸322Aが軸受350を介してカバー部材700によって支持されているから、結局、入力軸302はカバー部材700によって支持されている。
Further, the shaft support structure of the
上述したこの発明に係る動力伝達装置では、一方向クラッチ500がエンジン200に近い位置に配置されていることにより、一方向クラッチ500にエンジン200からの振動が伝わり易い。しかしながら、上述したように、一方向クラッチ500のアウタレース510、インナレース520および入力軸302のいずれもが、単一のカバー部材700によって支持されている。すなわち、アウタレース510はスプライン部511を介してカバー部材700によって支持され、インナレース520は軸受522を介してカバー部材700によって支持され、入力軸302はベアリング340およびサンギヤ軸322Aならびに軸受350を介してカバー部材700によって支持されている。このように一方向クラッチ500を構成して相対回転する部材が単一の部材によって支持されていることにより、一方向クラッチ500の支持精度が向上し、また各部材の振れ量を小さくできるため、一方向クラッチ500の耐久性を向上させることができる。
In the power transmission device according to the present invention described above, since the one-
特に、上述した構成では、一方向クラッチ500の半径方向の動きと入力軸302の半径方向の動きとが、同じカバー部材700によって規制される。したがって、一方向クラッチ500の半径方向の振れ量と入力軸302の半径方向の振れ量との合計を精度よく規制することができる。そのため、一方向クラッチ500に作用する半径方向の力を抑制することができ、一方向クラッチ500およびその周辺部品の耐久性を向上させることができる。さらに、アウタレース510の半径方向の動きが同じカバー部材700によって規制される。そのため、一方向クラッチ500とカバー部材700とのガタつきを防止することができる。
In particular, in the configuration described above, the radial movement of the one-
ここで上記のスプライン部521における半径方向での隙間量Clについて図4を参照して説明すると、図4はインナレース520と入力軸302とを連結しているスプライン部521を軸線方向から見た部分拡大図である。この図4に示す例では、スプライン部521の半径方向での隙間量Clが、インナレース520の半径方向の振れ量と入力軸302の半径方向の振れ量との合計よりも大きい値になるように設定されている。この振れ量は、上述した動力伝達装置の想定されている運転状態におけるインナーレース520あるいは入力軸302の半径方向での最大変位量であり、実験やシミュレーションなどで予め設定した量である。あるいは、スプライン部521の半径方向での隙間量Clは、インナレース520の半径方向の振れ量と入力軸302の半径方向の振れ量とアウタレース510の半径方向の振れ量との合計よりも大きい値になるように設定されている。このような構成とすることにより、入力軸302の半径方向の振れが大きくなっても、一方向クラッチ500のインナレース520に半径方向の力が作用することを抑制して、一方向クラッチ500の耐久性をより向上させることができる。
Here, the radial clearance Cl in the
つぎにこの発明に係る動力伝達装置の他の例を説明する。図5ないし図7はラチェット式の一方向クラッチ50を用いた例であり、上述した図1ないし図4に示す構成と同一の部材もしくは部分については、図1ないし図4に付した符号と同じ符号を付してその説明を省略する。図5は前述した図3と同様の部分断面図であり、図6はその一方向クラッチ50の部分の拡大図である。これらの図に示すように、一方向クラッチ50はクラッチ室620に収容されており、そのアウターレース51が入力軸302にスプライン部521で連結され、またインナーレース52がカバー部材700における第3ボス部703の外周面にスプライン嵌合させられている。
Next, another example of the power transmission device according to the present invention will be described. FIGS. 5 to 7 show examples using a ratchet type one-
アウターレース51は、入力軸302にスプライン嵌合している円筒部51Aから半径方向に延び出たディスク部51Bを有し、そのディスク部51Bの外周部がインナーレース52と同心円上に位置する外輪部51Cとなっている。その外輪部51Cの内周部にこの発明における係合片に相当する複数の爪部材53が保持されている。すなわち、外輪部51Cにはその内周面から半径方向外側に窪んだ複数の凹部51Dが形成されており、爪部材53はそれぞれの凹部51Dの内部に収容されている。
The
この爪部材53はその一端部で外輪部51Cに回動可能に取り付けられており、その爪部材53の先端部側には爪部材53の先端部をアウターレース51の内周側(インナーレース52側)に押し出す弾性部材54が設けられている。その弾性部材54の弾性力は、アウターレース51が所定回転数で回転した場合に爪部材53に作用する遠心力と同程度に設定されており、したがってアウターレース51の回転数すなわち入力軸302の回転数がその所定回転数以上であれば、爪部材53が遠心力によって弾性部材54を圧縮して凹部51Dの内部に退避し、またアウターレース51の回転数すなわち入力軸302の回転数が上記の所定回転数より低回転数であれば、爪部材53の先端部が弾性部材54に押されてインナーレース52側に突出するように構成されている。一方、インナーレース52の外周面には爪部材53の先端部が所定の方向(図7ではアウターレース51が反時計方向に回転する方向)で係合する係合歯52Aが一定間隔で複数、形成されている。
The
したがって、入力軸302にこれを逆回転(図7の反時計方向の回転)させるトルクが使用すると、アウターレース51に設けられている上記の爪部材53がインナーレース52の係合歯に係合し、入力軸302の逆回転が止められる。入力軸302がこれとは反対の方向(図7の時計方向)に回転する場合、爪部材53は弾性部材54を繰り返し圧縮するようにインナーレース52の外周面で後退させられる。すなわち、爪部材53は係合歯52Aに係合しない。そのため、入力軸302が正回転することができる。その場合、爪部材53の先端部は弾性部材54によって内周側に押されているから、爪部材53の選択部は、係合歯52Aのいわゆる歯底に相当する部分に繰り返し当接させられる。これに対して入力軸302の回転数が上記の所定回転数以上であれば、爪部材53は遠心力によって凹部51Dの内部に退避させられていてインナーレース52の外周面には接触しないから、両者の摺動を回避していわゆる引き摺り損失を低減することができる。また、爪部材53が係合歯52Aの歯底に相当する部分に繰り返し当接することによる異音が生じることがない。
Therefore, when the torque that rotates the
上記のアウターレース51におけるディスク部51Bの背面とサブカバー710の内周部の側面との間にスラスト軸受55が介在させられている。このアウターレース51と共に一方向クラッチ50を構成しているインナーレース52が前述した第3ボス部703にスプライン嵌合して軸線方向での位置が決められているから、一方向クラッチ50は第3ボス部703とスラスト軸受55とによって軸線方向での位置が決められている。
A
また、図5ないし図7に示す例では、クラッチ室620とモータ室640とを連通させている油孔704が、アウターレース51の外周側で開口するように形成されている。したがって、アウターレース51が入力軸302と共に回転すると、アウターレース51に付着したオイルが遠心力によって半径方向で外側に飛散させられるから、そのオイルが油孔704を通って第1モータ・ジェネレータ311に供給されて第1モータ・ジェネレータ311を冷却するように構成されている。
Further, in the example shown in FIGS. 5 to 7, an
このように図5ないし図7に示すように構成された動力伝達装置であっても、カバー部材700とサブカバー710とによって形成されたクラッチ室620が液密状態に封止され、ここに一方向クラッチ50が収容されているから、一方向クラッチ50に対して外部から異物が侵入することを防止もしくは抑制することができ、その結果、一方向クラッチ50の損傷や耐久性の低下などを回避もしくは抑制することができる。
Even in the power transmission apparatus configured as shown in FIGS. 5 to 7, the
なお、この発明は上述した各具体例に限定されないのであって、この発明における係合機構は一方向クラッチ以外に、噛み合い式クラッチや摩擦クラッチあるいは電磁クラッチなどの他の形式の係合機構であってもよい。また、この発明をハイブリッド車両の動力伝達装置に適用する場合、第2モータ・ジェネレータは出力軸に連結されずに、エンジンの動力で駆動される車輪以外の車輪に連結されていてもよい。 The present invention is not limited to the specific examples described above, and the engagement mechanism in the present invention is an engagement mechanism of another type such as a mesh clutch, a friction clutch, or an electromagnetic clutch in addition to the one-way clutch. May be. When the present invention is applied to a power transmission device for a hybrid vehicle, the second motor / generator may be connected to a wheel other than the wheel driven by the power of the engine without being connected to the output shaft.
100…ハイブリッドシステム、 200…エンジン、 202…ダンパ、 302…入力軸、 303,704…油孔、 304…出力軸、 310…動力分割機構、 311…第1モータ・ジェネレータ、 311C…コイルエンド、 311S…ステータ、 312…第2モータ・ジェネレータ、 322…サンギヤ、 322A…サンギヤ軸、 324…ピニオンギヤ、 326…キャリア、 328…リングギヤ、 340,350…軸受、 400…オートマチックトランスミッション、 402…プロペラシャフト、 404…デファレンシャルギヤ、 406…後輪、 50,500…一方向クラッチ、 51,510…アウタレース、 511,521…スプライン部、 52,520…インナレース、 52A…係合歯、 53…爪部材、 530…スプラグ、 54…弾性部材、 55…スラスト軸受、 600…ハウジング、 620…クラッチ室、 700…カバー部材、 701〜703…ボス部、 710…サブカバー、 713…オイルシール、 Cl…隙間量。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記エンドカバーの側面に前記回転軸が貫通しているサブカバーが取り付けられてそのサブカバーと前記エンドカバーと前記回転軸とによって、前記電動機のステータの内径より小さい外径でかつ前記ハウジングの外部に対して液密状態に遮蔽された収容室が前記回転軸の外周側に形成され、
その収容室に前記係合機構が収容されている
ことを特徴とする車両用動力伝達装置。An electric motor is arranged on the same axis on the output side of the engine, and the electric motor is arranged inside a housing joined to the outer surface of the engine, and an end portion of the electric motor on the engine side is arranged inside the housing. An end cover that shields the engine is provided, and a rotary shaft that is connected to the output shaft of the engine and arranged on the same axis as the electric motor passes through the end cover, and selectively rotates the rotary shaft. In the vehicle power transmission device in which the engagement mechanism to be stopped is provided on the outer peripheral side of the rotating shaft and on the engine side from the electric motor,
A sub-cover through which the rotating shaft passes is attached to a side surface of the end cover, and the sub-cover, the end cover, and the rotating shaft have an outer diameter smaller than the inner diameter of the stator of the motor and the outside of the housing. A storage chamber shielded in a liquid-tight state is formed on the outer peripheral side of the rotating shaft,
The vehicle power transmission device, wherein the engagement mechanism is accommodated in the accommodation chamber.
前記収容室は、前記コイルエンドの内周側に配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用動力伝達装置。The electric motor includes a coil end protruding to the engine side,
The vehicle power transmission device according to claim 1, wherein the housing chamber is disposed on an inner peripheral side of the coil end.
その窪んだ部分の前記エンジン側の開口部を閉じた状態に前記サブカバーが配置されて前記窪んだ部分に前記収容室が形成されている
ことを特徴する請求項2に記載の車両用動力伝達装置。The end cover is curved and recessed toward the electric motor on the inner peripheral side from the coil end,
3. The vehicle power transmission according to claim 2, wherein the sub-cover is disposed in a state in which the opening on the engine side of the recessed portion is closed, and the housing chamber is formed in the recessed portion. apparatus.
前記インナーレースの内周側に位置して前記インナーレースを回転可能に支持する円筒状のボス部が前記収容室内に突出した状態に前記エンドカバーに形成され、
前記インナーレースが前記回転軸に一体となって回転するように連結されるとともに、前記アウターレースが前記エンドカバーもしくは前記サブカバーに一体化するように連結されている
ことを特徴とする請求項4に記載の車両用動力伝達装置。The one-way clutch has an inner race having an inner diameter larger than the outer diameter of the rotating shaft and an outer race that selectively stops rotation with respect to the inner race.
A cylindrical boss portion, which is positioned on the inner peripheral side of the inner race and rotatably supports the inner race, is formed on the end cover in a state of protruding into the accommodation chamber,
5. The inner race is connected so as to rotate integrally with the rotating shaft, and the outer race is connected so as to be integrated with the end cover or the sub cover. The vehicle power transmission device according to claim 1.
そのスプライン嵌合している部分の半径方向での隙間量が、前記回転軸の半径方向での振れ量と前記インナーレースの半径方向での振れ量との合計より大きい値に設定されている
ことを特徴とする請求項5に記載の車両用動力伝達装置。The rotating shaft and the one-way clutch are spline-fitted,
The amount of clearance in the radial direction of the spline-fitted portion is set to a value larger than the sum of the amount of deflection in the radial direction of the rotating shaft and the amount of deflection in the radial direction of the inner race. The power transmission device for a vehicle according to claim 5.
ことを特徴とする請求項5または6に記載の車両用動力伝達装置。The amount of clearance in the radial direction of the spline-fitted portion includes the amount of deflection of the rotating shaft in the radial direction, the amount of deflection of the inner race in the radial direction, and the amount of deflection of the outer race in the radial direction. The vehicle power transmission device according to claim 5, wherein the power transmission device is set to a value larger than the sum of the vehicle power transmission device.
前記アウターレースには、前記アウターレースの内周側に突き出ることにより前記インナーレースに係合し、かつ遠心力によってインナーレースの外周側に後退することによりインナーレースに対する係合が外れる係合片が保持され、
前記アウターレースは前記回転軸に一体となって回転するように連結され、
前記アウターレースと前記サブカバーとの間に、前記アウターレースの軸線方向の位置を決めるとともに前記アウターレースを回転自在に支持するスラスト軸受が設けられている
ことを特徴とする請求項4に記載の車両用動力伝達装置。The one-way clutch includes an inner race having an inner diameter larger than the outer diameter of the rotating shaft and an outer race that selectively stops rotation with respect to the inner race, and is located on an inner peripheral side of the inner race and is disposed on the inner race. The end cover is formed in a state in which the other boss portion into which the race is non-rotatably protruded is projected into the storage chamber,
The outer race has an engagement piece that is engaged with the inner race by protruding toward the inner peripheral side of the outer race, and is disengaged from the inner race by retreating to the outer peripheral side of the inner race by centrifugal force. Retained,
The outer race is coupled to rotate integrally with the rotating shaft,
The thrust bearing which supports the said outer race rotatably while determining the position of the axial direction of the said outer race between the said outer race and the said sub cover is provided. Power transmission device for vehicles.
その潤滑孔の前記収容室側の開口端が、前記アウターレースの外周側に位置させられている
ことを特徴とする請求項10に記載の車両用動力伝達装置。Lubricating holes that pass through the end cover and communicate with the housing chamber and the location where the electric motor is disposed,
The power transmission device for a vehicle according to claim 10, wherein an opening end of the lubrication hole on the accommodation chamber side is positioned on an outer peripheral side of the outer race.
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